【摘要】：現(xiàn)實中存在的陣列誤差不可避免,無論是傳統(tǒng)的DOA估計算法還是基于壓縮感知的方法,大部分DOA估計算法會受到陣列誤差的嚴(yán)重影響,使估計效果大幅下降,甚至失效。針對這個問題,本文研究了在陣列誤差存在的情況下的穩(wěn)健DOA估計算法。論文的主要研究工作有:1,介紹了DOA估計中的陣列誤差模型,主要分析了幅相誤差以及陣元位置誤差對陣列流型的影響,陣元位置的影響可以投影到相位誤差上。為接下來研究穩(wěn)健的DOA估計方法提供了理論模型基礎(chǔ)。2,針對陣列誤差對DOA估計結(jié)果影響較大的問題,本文首先研究了一階相關(guān)運算模型,以抑制噪聲的影響;然后在壓縮感知和稀疏框架表示的背景下,基于此一階相關(guān)模型,采用零空間優(yōu)化的稀疏恢復(fù)技術(shù),研究了一種穩(wěn)健的DOA估計方法,零空間諧調(diào)算法,并分析了此算法的復(fù)雜度和精度。最后進行仿真實驗,驗證了本方法的有效性,并且仿真了在不同陣列形式、不同信噪比、快拍數(shù)下估計結(jié)果的成功率以及RMSE;以及不同信號形式下的仿真實驗與性能分析。仿真結(jié)果表明,本方法具有穩(wěn)健性、高分辨率、噪聲魯棒性和信號源數(shù)估計的有效性。3,為提高陣列的自由度,論文研究分析了互質(zhì)陣列和嵌套陣列這兩種稀疏陣列。研究了差分聯(lián)合陣列的相關(guān)概念,研究了基本互質(zhì)陣列和擴展的互質(zhì)陣列兩種模型,并對各自對應(yīng)的差分聯(lián)合陣列所能夠產(chǎn)生的自由度進行了詳細(xì)的分析;分析了二級嵌套陣列模型、K級嵌套陣列模型并對其進行優(yōu)化,得到了給定傳感器數(shù)量N時,如何設(shè)計K級嵌套陣列使其自由度最大的方法;為充分利用結(jié)合稀疏陣列和零空間諧調(diào)算法各自的優(yōu)勢,本文提出了基于互質(zhì)陣列和嵌套陣列兩種稀疏陣列形式的零空間諧調(diào)算法,并分別對其進行了仿真實驗:首先驗證了信源數(shù)大于傳感器數(shù)時算法的有效性;然后仿真了在不同信噪比、快拍數(shù)、幅度誤差以及相位誤差條件下的估計結(jié)果成功率和RMSE。仿真實驗表明,基于互質(zhì)陣列以及嵌套陣列的零空間諧調(diào)算法是穩(wěn)健的超分辨DOA估計算法。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN911.7

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本文編號：2734195